日本是世界印制線路板(PCB)技術50年以來發(fā)展的一個側影,從日本PCB的發(fā)展看可分反映出世界印制線路板的6個時期。
一,、PCB誕生期:1936年(制造方法:加成法)
日本業(yè)界的1名專家稱其最初知道“印制板”是在1948年,當時是進入東京芝浦電氣株式會社剛2年的新員工,,受課長指示開始調查“印制板”。到允許日本人閱覽的美國駐軍圖書室查閱,,偶然發(fā)現(xiàn)了“印制電路技術”為題的技術論文,。當時沒有復印機,需要的文獻只能用筆抄寫,,論文全部約有200頁,,詳細敘述了涂抹法、噴射法,、真空沉積法、蒸發(fā)法,、化學沉積法,、涂敷法等各種工藝,所介紹的都是絕緣板表面添加導電性材料形成導體圖形,,稱為“加成法工藝”,。使用這類生產專利的印制板曾在1936年底時應用于無線電接收機中。
二,、PCB試產期:1950年(制造方法:減成法)
該專家在進入沖電氣工業(yè)公司1年后,,在1953年起通信設備業(yè)對PCB開始重視,制造方法是使用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板(PP基材),,用化學藥品溶解除去不需要的銅箔,,留下的銅箔成為電路,稱為“減成法工藝”,。在一些標牌制造工廠內用此工藝試做PWB,,以手工操作為主,腐蝕液是三氯化鐵,濺上衣服就會變黃,。當時應用PCB的代表性產品是索尼制造的手提式晶體管收音機,,應和PP基材的單面PWB。1958年日本出版了書名為“印制電路”的最早的有關PCB啟蒙書藉,。
三,、PCB實用期:1960年(新材料:GE基材登場)
1955年沖電氣公司與美國Raytheon進行技術合作,制造“海洋雷達”,。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,,當時Raytheon公司指定PCB要應用覆銅箔玻璃布環(huán)氧樹脂層壓板(GE基材),于是日本開發(fā)GE基材新材料并完成國產化,,實現(xiàn)國產海洋雷達批量生產,。1960年起沖電氣公司開始在批量生產電氣傳輸裝置的PCB大量用到GE基板材料。1962年日本“印制電路工業(yè)會”成立,。1964年美國光電路公司開發(fā)出沉厚銅化學鍍銅液(CC—4溶液),,開始了新的加成法制造PCB工藝。日立化成公司引進了CC—4技術,。用于PCB的國產GE基板在初期有加熱翹曲變形,、銅箔剝離等問題,材料制造商逐漸改進而提高,,1965年起日本有好幾家材料制造商開始批量生產GE基板,,工業(yè)用電子設備用GE基板,民用電子設備用PP基板,,已成為常識,。
四、PCB跌進期:1970(MLB登場,,新安裝方式登場)
電氣公司等通信設備制造企業(yè)各自設立PWB生產工廠,,同時PCB專業(yè)制造公司也快速崛起。這時,,開始采用電鍍貫通孔實現(xiàn)PCB的層間互連,。在1972~1981年的10年間,日本PCB生產金額約增長6倍(1972年產值471億日元,,1981年產值3021億日元),,是大躍進的紀錄。1970年起電訊公司的電子交換機用PCB用到3層印制板,,此后大型計算機用到多層印制板(MLB),,由此MLB得到重用而急速發(fā)展,超過20層的MLB用聚酰亞胺樹脂層壓板作為絕緣基板,。這個時期的PWB從4層向6,、8,、10、20,、40,、50層…,更多層發(fā)展,,同時實行高密度化(細線,、小孔、薄板化),,線路寬度與間距從0.5mm向0.35,、0.2、0.1mm發(fā)展,,PCB單位面積上布線密度大幅提高,。PCB上元件安裝方式開始了革命性變化,原來的插入式安裝技術(TMT)改變?yōu)楸砻姘惭b技術(SMT),。引線插入式安裝方法在PCB上應用有20年以上了,,并都依靠手工操作的,這時也開發(fā)出自動元件插入機,,實現(xiàn)自動裝配線,。SMT更是采用自動裝配線,并實現(xiàn)PWB兩面貼裝元件,。
五,、MLB躍進期:1980年(超高密度安裝的設備登場)
在1982~1991年的10年間,日本PCB產值約增長3倍(1982年產值3615億日元,,1991年10940億日元),。MLB的產值1986年時1468億日元,追上單面板產值,;到1989年時2784億日元,,接近雙面板產值,以后就MLB占主要地位了,。1980年后PCB高密度化明顯提高,有生產62層玻璃陶瓷基MLB,,MLB高密度化推動移動電話和計算機開發(fā)競爭,。
六、邁向21世紀的助跑期:1990年(積層法MLB登場)
1991年后日本泡沫經濟破滅,,電子設備和PCB受影響下降,,到1994年后才開始恢復,MLB和撓性板有大增長,,而單面板與雙面板產量卻開始一直下跌,。1998年起積層法MLB進入實用期,,產量急速增加,IC元件封裝形式進入面陣列端接型的BGA和CSP,,走向小型化,、超高密度化安裝。
50多年來PCB發(fā)展變化巨大,。自1947的發(fā)明半導體晶體管以來,,電子設備的形態(tài)發(fā)生大變樣,半導體由IC,、ISI,、VLSI……向高集成度發(fā)展,開發(fā)出了MCM,、BGA,、CSP等更高集成化的IC。21世紀初期的技術趨向就是為設備的高密度化,、小型化和輕量化努力,,主導21世紀的創(chuàng)新技術將是“納米技術”,會帶動電子元件的研究開發(fā),。